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花药以及花粉的生长发育离不开糖和赤霉素（GA）。花药表达的糖转运蛋白SWEET13和SWEET14 可以转运蔗糖和GA，其双突变体果荚短小且育性降低，但是哪个转运底物与其生物学功能相关还不甚清楚。

近日，美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校植物生物学系Li-Qing Chen教授团队在New Phytologist上在线发表了题为“Sucrose rather than GA transported by AtSWEET13 and AtSWEET14 supports pollen fitness at late anther development stages” 的研究论文（王将博士和薛学义博士为本文的共同第一作者），揭示了蔗糖而不是GA作为SWEET13和SWEET14 的底物，影响花药晚期的发育进而影响成熟花粉的的育性，并提出了SWEET13和SWEET14在药室内壁负责蔗糖卸载的分子机制。

该研究首先通过正反交试验发现sweet13;14双突变体果荚的表型依赖于花粉的育性。进一步通过遗传互补试验证明了当使用相同的启动子（pSWEET14）时，只具备蔗糖转运活性而不具备GA转运活性的SWEET9可以完全互补sweet13;14花粉的育性，然而GA转运蛋白NPF3.1则不能互补sweet13;14花粉的育性（图1）。

图1. SWEET9可以完全互补sweet13;14花粉的育性，而NPF3.1则无法互补

该研究还发现，SWEET13和SWEET14蛋白主要在花药发育晚期（绒毡层和中间层降解之后）的药隔、药室内壁和表皮中表达，在sweet13;14的花药中，淀粉颗粒在药隔、药室内壁和表皮中累积，而蔗糖等可溶性糖在sweet13;14的花粉中显著下降，说明糖从药室内壁向花药内室的卸载依赖于SWEET13和SWEET14（图2）。

图2. SWEET13和SWEET14糖转运蛋白调控花药糖卸载的分子机制

综上，该研究发现SWEET13和SWEET14对花粉育性的影响依赖于其蔗糖而不是其GA的转运活性，并阐释了SWEET13和SWEET14在药室内壁向花药内室进行糖卸载的分子机制。

文章链接：

https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.18368